通過轉(zhuǎn)換不同材質(zhì)屏幕改變功耗 - 智能手機省電秘訣：看如何從設計源頭來降低功耗

　　圖11：耗電量高的智能手機用面板

　　智能手機配備的液晶面板或有機EL面板的耗電量超過了600mW。圖中為各終端廠商通過實施圖像處理等降低耗電量的情況。（圖中的面板耗電量為LG顯示器的數(shù)據(jù)）

　　加之智能手機不以語音通話為主，而主要是用于Web網(wǎng)站瀏覽和郵件收發(fā)，這種用法的改變，使得顯示面板會一直保持點亮狀態(tài)?？梢哉f，一直消耗著600mW以上電力的顯示面板是令智能手機電池耐久性惡化的主要原因。

　　目前是以圖像處理來降低耗電量

　　如果只單純配備耗電量超過600mW的顯示面板，智能手機是無法避免電池驅(qū)動時間太短的問題的。各終端廠商現(xiàn)在是通過實施諸如相對于輸入影像信號及周圍亮度的伽瑪校正以及畫面亮度控制等圖像處理，來降低顯示面板耗電量的。

　　由圖像處理降低顯示面板耗電量的方法“在普通手機上從2008年前后開始導入，隨著顯示面板的大屏幕化和高精細化，能夠更加精細地進行控制”（NEC卡西歐移動的并木）。

　　配備有機EL面板的智能手機除圖像處理外，還在顯示內(nèi)容方面下了工夫。通過在菜單畫面等上以黑色顯示背景，以白色顯示文字，減小了白顯示在畫面整體所占的面積?？梢哉f這是全白顯示時的耗電量高的“有機EL面板機型必須要做的處理”（NEC卡西歐移動的并木）。

　　高精細化變成瓶頸

　　盡管終端廠商采取了措施，但據(jù)稱在瀏覽Web網(wǎng)站時顯示面板的耗電量“仍占智能手機整體的約3成”（多家終端廠商）。要想從根本上解決問題，需要降低顯示面板自身的耗電量。

　　但從面板廠商的開發(fā)動向來看，智能手機用顯示面板的耗電量今后還可能進一步增加。因為液晶面板等均在不斷推進大屏幕化和高精細化。

　　目前，各終端廠商的高端機型開始普遍采用分辨率在300ppi以上的顯示面板（圖12）。在2012年底～2013年，分辨率有可能會提高到近500ppi。精細度提高，單位像素的開口率就會降低，耗電量就會進一步增加。

　　圖12：精細度的提高，會使面板開口率降低

　　智能手機配備的液晶面板不斷推進大屏幕化和高精細化。隨著分辨率的提高，面板開口率逐漸降低。

　　各面板廠商需要開發(fā)兼顧高精細化和低耗電量化的面板。雖然進展緩慢，但液晶面板和有機EL面板均已開始采取旨在大幅削減耗電量的措施。

　　已采用了多種技術

　　液晶面板通過控制液晶分子的電壓部分遮蔽背照燈光來表現(xiàn)灰階。降低耗電量的對策有增加面板開口率、降低驅(qū)動電壓、提高背照燈光源——白色LED的發(fā)光效率，以及提高光學材料性能等。耗電量的降低，正是這些措施“一點點積累的結(jié)果”（日立顯示器）注1）。

　　注1）東芝移動顯示器、索尼移動顯示器和日立顯示器三家公司2012年4月合并成了日本顯示器，本文中使用的是原公司名稱。

　　現(xiàn)有智能手機用液晶面板已經(jīng)采用了多種低耗電量化技術（圖13）。顯示模式采用可提高開口率的“FFS（fringe field switching）”方式*，驅(qū)動元件采用載流子遷移率高、可小型化的低溫多晶硅（LTPS）TFT。光學部材使用了多片可提高亮度的薄膜。

　　*FFS方式＝與IPS方式一樣是橫向電場控制用顯示技術。與IPS方式不同的是，像素電極和通用電極配置在上下方向。中小型液晶面板大部分都采用FFS方式，但稱為IPS方式。

　　圖13：配備8個白色LED

　　分辨率超過300ppi的液晶面板最多可配備8個白色LED。為提高背照燈光的利用效率，采用了旨在提高開口率的面板技術和光學部材。（圖為富士通的“Arrows X LTE”配備的4.3英寸、1280×720像素的液晶面板。Fomalhaut Technology Solutions協(xié)助拆解）

　　盡管如此，現(xiàn)有智能手機的液晶面板仍必須使用最多8個白色LED來確保亮度。雖然白色LED的發(fā)光效率“有望以年均5～10％左右的幅度提高”（日亞化學工業(yè)），但隨著高精細化的發(fā)展，發(fā)光效率提高的部分可能會被抵消掉。僅改良現(xiàn)有技術只能提高數(shù)％左右，難以從根本上解決問題。